(57)【要約】【課題】 ウエハを機械的に授受しつつサセプタを回転可とする。【解決手段】 処理室１１内でウエハ１を保持するサセプタ４０と、サセプタ４０を回転させる回転ドラム３５と、回転ドラム３５内で回転しない支持軸２６に支持されサセプタ４０の下からウエハ１を加熱する加熱ユニット２７とを備えており、回転ドラム３５と加熱ユニット２７とが処理室１１を昇降するように構成されており、処理室１１内にはウエハ１をサセプタ４０に対して昇降させるウエハ昇降装置５０が設けられている。【選択図】 図１
2006344997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が載置されるサセプタと、前記サセプタの下方に配置されて前記サセプタに載置された前記被処理基板を加熱する加熱ユニットとを処理室内に備えており、前記サセプタと前記加熱ユニットとが相対的に回転された状態で前記被処理基板に処理が施される基板処理装置であって、
少なくとも前記サセプタが前記処理室内にて昇降するように構成されており、前記処理室には前記被処理基板を少なくとも前記サセプタの一部に対して昇降させる被処理基板昇降装置が設置されており、
前記サセプタは中央部材と周辺部材とを備えており、前記被処理基板昇降装置が前記サセプタの中央部材を昇降させるように構成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記加熱ユニットのヒータは前記サセプタの中央部材に対応する中央ヒータ部材と、前記サセプタの周辺部材に対応する周辺ヒータ部材とを備えており、この中央ヒータ部材と周辺ヒータ部材とは出力を独立して制御され、サセプタの中央部材が上昇されている間は中央ヒータ部材の出力を増大させて制御してなるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置が使用される基板処理方法であって、
前記サセプタの下降時に、前記被処理基板昇降装置が前記中央部材を上昇させてこの中央部材に前記被処理基板を載置し、次いで、前記中央部材の上昇を解除して前記被処理基板を前記周辺部材を含む前記サセプタに受渡し、前記サセプタの上昇時に、前記サセプタによって前記被処理基板が載置された状態で前記被処理基板に処理が施されることを特徴とする基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱化学反応を利用して被処理基板に所望の処理を施す基板処理技術、特に、サセプタによる被処理基板の授受技術に関し、例えば、半導体装置の製造工程において、半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に酸化膜や金属膜を形成する基板処理技術に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、ウエハに酸化膜や金属膜を形成するのに、枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置（以下、枚葉式ＣＶＤ装置という。）が使用される場合がある。従来のこの種の枚葉式ＣＶＤ装置として、被処理基板としてのウエハを収容する処理室と、この処理室においてウエハを一枚ずつ保持するサセプタと、サセプタに保持されたウエハを加熱する加熱ユニットと、サセプタに保持されたウエハに処理ガスを供給するガスヘッドと、処理室を排気する排気口とを備えているものがある。
【０００３】
前記した枚葉式ＣＶＤ装置において、ウエハに形成されるＣＶＤ膜の膜厚や膜質を全体にわたって均一に制御するために、例えば、特許第２９６６０２５号公報および特開平９−７９５５号公報においては、ウエハを保持したサセプタを回転させることによってウエハの温度分布を全体にわたって均一に制御するとともに、ウエハに処理ガスを全体にわたって均一に接触させる枚葉式ＣＶＤ装置が、提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記公報に提案されている枚葉式ＣＶＤ装置においては、ウエハをサセプタから浮かせることができないため、ウエハの上面を真空吸着保持装置または静電吸着保持装置によって吸着保持してウエハをサセプタに対して上方から授受する必要があり、ウエハをサセプタに対して授受するためのウエハ移載装置の構造が複雑になるばかりでなく、真空吸着保持装置や静電吸着保持装置の性質上、その適用範囲が制限されるという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、サセプタを回転させることができるとともに、そのサセプタに被処理基板を機械的に授受させることができる基板処理技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る基板処理装置は、被処理基板が載置されるサセプタと、前記サセプタの下方に配置されて前記サセプタに載置された前記被処理基板を加熱する加熱ユニットとを処理室内に備えており、前記サセプタと前記加熱ユニットとが相対的に回転された状態で前記被処理基板に処理が施される基板処理装置であって、少なくとも前記サセプタが前記処理室内にて昇降するように構成されており、前記処理室には前記被処理基板を少なくとも前記サセプタの一部に対して昇降させる被処理基板昇降装置が設置されていることを特徴とする。
【０００７】
前記した基板処理装置が使用される基板処理方法においては、前記サセプタの下降時に、前記被処理基板昇降装置に前記被処理物を前記サセプタから受渡し、前記サセプタの上昇時に、前記サセプタによって被処理基板が載置された状態で前記被処理基板に処理が施される。
【０００８】
前記した基板処理装置によれば、被処理基板のサセプタに対する授受に際して、被処理基板昇降装置が被処理基板を昇降させることにより、被処理基板の下方に空所（空きスペース）を形成することができるため、その空所に機械式基板移載装置におけるツィーザを挿入することができる。すなわち、ツィーザを被処理基板の下方の空所に挿入することにより、被処理基板をツィーザによって下側から機械的に支持することができるため、被処理基板を機械式基板移載装置によって授受することができる。つまり、被処理基板の授受に構造が複雑な真空吸着保持装置または静電吸着保持装置を使用しなくても済む。
【０００９】
また、前記した基板処理方法によれば、被処理基板に処理が施されるに際しては、サセプタを回転させて被処理基板を回転させることにより、加熱ユニットの加熱による被処理基板上の温度分布は全体にわたって均一になり、また、被処理基板は処理室雰囲気に全体にわたって均一に接触することになる。その結果、被処理基板には全体にわたって均一な処理が施されることになる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被処理基板の授受に機械式基板移載装置を使用することができ、他方、被処理基板に処理が施されるに際しては、サセプタで支持した被処理基板を回転させることにより、加熱ユニットの加熱による被処理基板上の温度分布を全体にわたって均一に制御し、被処理基板を処理室雰囲気に全体にわたって均一に接触させることができるため、被処理基板に均一な処理を施すことできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態である基板処理装置を図面に即して説明する。
図１および図２に示されているように、本発明に係る基板処理装置は、枚葉式ＣＶＤ装置（枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置）として構成されており、被処理基板としてのウエハ（半導体ウエハ）１を処理する処理室１１を形成したチャンバ１２を備えている。チャンバ１２は下側カップ１３と上側カップ１４とボトムキャップ１５とが組み合わされて上下端面がいずれも閉塞した円筒形状に形成されている。
【００１２】
チャンバ１２の下側カップ１３の円筒壁の中央部にはゲートバルブ１７によって開閉されるウエハ搬入搬出口１６が水平方向に横長に開設されており、ウエハ搬入搬出口１６は被処理基板であるウエハ１を処理室１１に機械式ウエハ移載装置によって搬入搬出し得るように形成されている。すなわち、図１に示されているように、ウエハ１は機械式ウエハ移載装置のツィーザ２によって下から機械的に支持された状態で、ウエハ搬入搬出口１６を搬送されて処理室１１に対して搬入搬出されるようになっている。
【００１３】
下側カップ１３のウエハ搬入搬出口１６と対向する壁面におけるウエハ搬入搬出口１６よりも若干高い位置には、真空ポンプ等からなる真空排気装置（図示せず）に流体的に接続された排気口１８が処理室１１に連通するように開設されており、排気口１８は真空排気装置によって所定の真空度に排気されるようになっている。
【００１４】
チャンバ１２の上側カップ１４には処理ガスを供給するガスヘッド２０が一体的に組み込まれている。すなわち、上側カップ１４の天井壁には複数個のガス導入口２１が開設されており、各ガス導入口２１には原料ガスやパージガス等の処理ガス３（図３参照）を導入するガス供給装置（図示せず）がガス導入管（図示せず）を介してに流体的に接続されている。上側カップ１４と下側カップ１３との合わせ面には円板形状に形成されたガス吹出プレート（以下、プレートという。）２２がガス導入口２１から間隔を置いて水平に嵌入されて固定されており、プレート２２には複数個のガス吹出口（以下、吹出口という。）２３が全面にわたって均一に配置されて上下を流通させるように開設されている。上側カップ１４の内側面とプレート２２の上面とが画成する内側空間によってガス溜め２４が形成されており、ガス溜め２４はガス導入口２１に導入された処理ガスを全体的に均等に拡散させて各吹出口２３から均等にシャワー状に吹き出させるようになっている。
【００１５】
チャンバ１２のボトムキャップ１５の中心には挿通孔２５が円形に開設されており、挿通孔２５の中心線上には円筒形状に形成された支持軸２６が処理室１１に下方から挿通されている。支持軸２６はエアシリンダ装置等が使用された昇降駆動装置（図示せず）によって昇降されるようになっている。また、支持軸２６の円筒中空部には不活性ガスとしての窒素ガス４（図３参照）を供給する窒素ガス供給装置（図示せず）が接続されている。
【００１６】
支持軸２６の上端には加熱ユニット２７が同心に配されて水平に固定されており、加熱ユニット２７は支持軸２６によって昇降されるようになっている。すなわち、加熱ユニット２７はドーナツ形の平板形状に形成された支持板２８を備えており、支持板２８の内周縁辺部が円筒形状の支持軸２６の上端開口に固定されている。支持板２８の上面には支柱を兼ねる電極２９が複数本、内周辺の複数箇所と外周辺の複数箇所に配置されて垂直に立脚されており、これら電極２９の上端間にはヒータ３０が架橋されて固定されている。ヒータ３０は後記するサセプタ４０が保持したウエハ１を全体にわたって均一に加熱するように構成されている。
【００１７】
加熱ユニット２７におけるヒータ３０の下側には、チタンからなる薄膜が鏡面仕上げされた反射板３１が水平に配されて支持板２８に立脚された支柱３２によって支持されている。反射板３１はヒータ３０が照射された熱線を垂直方向上向きに効果的に反射するように構成されている。また、支持板２８の上には温度センサとしての熱電対３３が複数個、適当な間隔を置いて配置されてヒータ３０の上方に突き出るように立脚されており、各熱電対３３はヒータ３０によって加熱されたウエハ１の温度を測定するようにそれぞれ構成されている。ヒータ３０および熱電対３３の電気配線（図示せず）は加熱ユニット２７内から支持板２８の開口および支持軸２６の中空部内を通して外部の電源やコントローラに接続されている。
【００１８】
ボトムキャップ１５の挿通孔２５の支持軸２６の外側には、支持軸２６よりも大径の円筒形状に形成された回転軸３４が同心円に配置されて処理室１１に下方から挿通されており、回転軸３４はエアシリンダ装置等が使用された昇降駆動装置によって支持軸２６と共に昇降されるようになっている。回転軸３４の上端には回転ドラム３５が同心に配されて水平に固定されており、回転ドラム３５は回転軸３４によって回転されるようになっている。すなわち、回転ドラム３５はドーナツ形の平板に形成された回転板３６と、円筒形状に形成された回転筒３７とを備えており、回転板３６の内周縁辺部が円筒形状の回転軸３４の上端開口に固定されて、回転板３６の上面の外周縁辺部に回転筒３７が同心円に固定されている。
【００１９】
図２および図４に詳示されているように、回転ドラム３５の回転筒３７の上端にはサセプタ４０が回転筒３７の上端開口を閉塞するように被せられている。サセプタ４０は円板形状の中央部材４１と円形リング形状の第一周辺部材４２および第二周辺部材４３とが一枚の円板を構成するように同心円に配置されて、隣接した外周縁辺と内周縁辺とにそれぞれ形成された段付き部が上下で係合されて内側のものが外側のものに支持されるように組み合わて構成されている。
【００２０】
中央部材４１は炭化シリコンや窒化アルミニウムが使用されて、外径がウエハ１の外径よりも小径円板形状に形成されている。中央部材４１を外側で支持した第一周辺部材４２は炭化シリコンや窒化アルミニウムが使用されて、内径が中央部材４１の外径と等しく外径がウエハ１の外径よりも大きい円形リング形状に形成されている。第一周辺部材４２を外側で支持した第二周辺部材４３は石英が使用されて、内径が第一周辺部材４２の外径と等しく外径が回転筒３７の内径よりも若干大きめの円形リング形状に形成されている。
【００２１】
第一周辺部材４２および第二周辺部材４３の上面は中央部材４１の上面よりもウエハ１の厚さの分だけ若干上げられている。つまり、第一周辺部材４２および第二周辺部材４３の上面は中央部材４１の上面に載せられたウエハ１の上面と一致するようになっている。第一周辺部材４２の上面および第二周辺部材４３の上面には三本の案内溝４４が周方向に等間隔に配置されて放射状に延在するようにそれぞれ没設されており、各案内溝４４は後記するウエハ昇降装置５０の係合部材５３を径方向に摺動自在に挿入し得るように構成されている。
【００２２】
第二周辺部材４３には複数個の窒素ガス吹出口４５が周方向に等間隔に配置されて上下方向に貫通するように開設されており、各窒素ガス吹出口４５は回転ドラム３５の内部に支持軸２６の筒中空部を通じて供給された窒素ガス４をサセプタ４０の上に全周にわたって均等に吹き出すように構成されている。
【００２３】
図２および図４に詳しく示されているように、回転ドラム３５の外側には被処理基板としてのウエハ１をサセプタ４０および加熱ユニット２７に対して昇降させるウエハ昇降装置５０が設置されている。すなわち、ウエハ昇降装置５０は円形リング形状に形成された昇降リング５１を備えており、昇降リング５１は回転ドラム３５の外周に近接して同心円に配置されている。昇降リング５１の上端面には三本の支柱５２が周方向に等間隔に配置されて垂直方向上向きに立脚されており、三本の支柱５２はウエハ搬入搬出口１６におけるウエハ１の搬入搬出作業を妨げない位置にそれぞれ配設されている。つまり、三本の支柱５２はウエハ搬入搬出口１６に挿入されるウエハ移載装置のツィーザ２に干渉しないようになっている。
【００２４】
各支柱５２には各係合部材５３が径方向内向きの放射状に延在するようにそれぞれ水平に突設されており、各係合部材５３はサセプタ４０の各案内溝４４に出入り自在に上から嵌入するようになっている。各係合部材５３の先端部には係合爪５４が薄く形成されており、係合爪５４はサセプタ４０の中央部材４１に載置されたウエハ１の外周縁部下面に下側から係合し得るように設定されている。
【００２５】
昇降リング５１の下端面には三本の突合部材５５が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きにそれぞれ垂下されており、これら突合部材５５の下端面はチャンバ１２の下側カップ１３の内周面におけるウエハ搬入搬出口１６よりも下側に段形状に形成されたチャンバ側突合部５６に突合自在に対向されている。各突合部材５５は回転筒３７の外周に突設されたガイド５７に適当なクリアランスをもってそれぞれ嵌入されることにより、回転ドラム３５に対する昇降リング５１の周方向を位置決めするとともに、昇降を案内するようになっている。
【００２６】
次に、以上の構成に係る枚葉式ＣＶＤ装置の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態であるＣＶＤ膜形成方法を説明する。
【００２７】
図１および図２に示されているように、ウエハ１の搬出時に回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって下限位置に下降されると、ウエハ昇降装置５０の突合部材５５がチャンバ側突合部５６に突合するため、昇降リング５１が回転ドラム３５に対して上昇する。この昇降リング５１の上昇に伴って、昇降リング５１に固定された三本の係合部材５３がウエハ１を三方から支持してサセプタ４０から浮き上がらせる状態になる。
【００２８】
このようにウエハ昇降装置５０がウエハ１をサセプタ４０の上面から浮き上がらせた状態になると、ウエハ１の下方空間すなわちウエハ１の下面とサセプタ４０の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、ウエハ移載装置のツィーザ２がウエハ搬入搬出口１６からウエハ１の挿入スペースに挿入される。この際、三本の係合部材５３を支持した各支柱５２はウエハ搬入搬出口１６に挿入されるウエハ移載装置のツィーザ２に干渉しない。
【００２９】
図２に示されているように、ウエハ１の下方に挿入されたツィーザ２は上昇することによりウエハ１を移載して受け取る。ウエハ１を受け取ったツィーザ２はウエハ搬入搬出口１６を後退してウエハ１を処理室１１から搬出する。ツィーザ２によってウエハ１を搬出したウエハ移載装置は処理室１１の外部の空ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）にウエハ１を移載する。
【００３０】
その後、ウエハ移載装置は実ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）から、次回に成膜処理するウエハ１をツィーザ２によって受け取って、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１に搬入する。図２に示されているように、ツィーザ２はウエハ１を三本の係合部材５３の上方においてウエハ１の中心がサセプタ４０の中心と一致する位置に搬送する。ウエハ１を所定の位置に搬送すると、ツィーザ２は若干下降することによりウエハ１を三本の係合部材５３に移載する。この際、三本の係合部材５３は先端部の薄い係合爪５４をウエハ１の外縁に下から僅かに係合することにより、ウエハ１の受け取った状態になる。
【００３１】
このようにしてウエハ１をウエハ昇降装置５０に受け渡したツィーザ２は、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１外へ退出する。ツィーザ２が処理室１１から退出すると、ウエハ搬入搬出口１６はゲートバルブ１７によって閉じられる。
【００３２】
図３に示されているように、ゲートバルブ１７が閉じられると、回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって処理室１１に対して上昇される。回転ドラム３５の上昇初期においては、三本の突合部材５５がチャンバ側突合部５６の上に載った状態になっているため、ウエハ昇降装置５０は回転ドラム３５の上昇に追従せずに停止した状態になっている。つまり、ウエハ昇降装置５０に支持されたウエハ１は回転ドラム３５の上昇に伴ってサセプタ４０に対して相対的に下降することになる。
【００３３】
図４に示されているように、回転ドラム３５の上昇に伴ってウエハ１がサセプタ４０の所まで相対的に下降すると、三本の係合部材５３は回転ドラム３５の上面の案内溝４４に嵌入した状態になり、下から支持しているウエハ１をサセプタ４０の上に移載する。このウエハ１がサセプタ４０に移載された状態において、ウエハ１の上面と、第一周辺部材４２の上面、第二周辺部材４３の上面および三本の係合部材５３の上面とは一致した状態になっている。
【００３４】
図３に示されているように、三本の係合部材５３が回転ドラム３５の上面の案内溝４４に嵌入した後は、ウエハ昇降装置５０は回転ドラム３５に持ち上げられて一緒に処理室１１を上昇して行く。この上昇に伴って、三本の突合部材５５はチャンバ側突合部５６から離れる。
【００３５】
サセプタ４０に移載されたウエハ１はヒータ３０によって加熱されるとともに、ヒータ３０の温度およびウエハ１の温度が熱電対３３によって測定される。そして、ヒータ３０の加熱量は熱電対３３の測定結果に従ってフィードバック制御される。この際、三本の係合部材５３は薄い係合爪５４においてウエハ１の外縁に僅かに接触しているだけであるため、ヒータ３０の加熱に影響を及ぼすことはなく、ウエハ１の温度分布は係合部材５３の存在にかかわらず全体にわたって均一になる。また、最外周の第二周辺部材４３は石英によって形成されているため、ウエハ１の熱が外方に逃げる現象が防止される。
【００３６】
回転ドラム３５および加熱ユニット２７は処理室１１を回転軸３４および支持軸２６によって上昇されて、ウエハ１の上面がプレート２２の下面に近接する高さに停止される。
【００３７】
また、排気口１８が真空排気装置によって排気されるとともに、回転ドラム３５が回転軸３４によって回転される。排気口１８の排気量および回転ドラム３５の回転が安定した時点で、処理ガス３がガス導入口２１に導入される。さらに、窒素ガス４が窒素ガス吹出口４５からそれぞれ均等に吹き出される。
【００３８】
ガス導入口２１に導入された処理ガス３はガス溜め２４に作用する排気口１８の排気力によってガス溜め２４に流入するとともに、径方向外向きに放射状に拡散して、プレート２２の各吹出口２３からそれぞれが略均等な流れになって、ウエハ１に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３は排気口１８に吸い込まれて排気されて行く。
【００３９】
この際、回転ドラム３５に支持されたサセプタ４０上のウエハ１は回転しているため、吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３はウエハ１の全面にわたって均等に接触する状態になる。また、ウエハ１の上面とその外側領域のサセプタ４０の上面とは一致しているため、処理ガス３の流れは乱れが防止され均一に制御される。ここで、処理ガス３の熱化学反応による成膜レートは処理ガス３のウエハ１に対する接触量に依存するため、処理ガス３がウエハ１の全面にわたって均等に接触すれば、ウエハ１に処理ガス３によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一になる。
【００４０】
また、加熱ユニット２７は支持軸２６に支持されることにより回転しない状態になっているため、回転ドラム３５によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布は周方向において均一に制御される。ここで、熱化学反応による成膜レートはウエハ１の温度分布に依存するため、ウエハ１の温度分布が全面にわたって均一であれば、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一に制御される。
【００４１】
なお、窒素ガス４が各窒素ガス吹出口４５から吹き出されていることにより、回転ドラム３５の内部には窒素ガス４が充満した状態になっているため、処理ガス３が回転ドラム３５の内部に侵入することは防止される。したがって、回転ドラム３５の内部に侵入した処理ガス３によって加熱ユニット２７のヒータ３０が劣化されたり、処理ガス３が反射板３１や熱電対３３に付着してそれらの機能が損なわれたりする不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【００４２】
以上のようにしてＣＶＤ膜がウエハ１の全面にわたって均一に形成されて所定の処理時間が経過すると、図１に示されているように、回転ドラム３５および加熱ユニット２７は回転軸３４および支持軸２６によって搬入搬出位置に下降される。下降の途中において、ウエハ昇降装置５０の三本の突合部材５５がチャンバ側突合部５６に突合するため、前述した作動により、ウエハ昇降装置５０はウエハ１をサセプタ４０の上から浮き上げる。
【００４３】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、ウエハ１にＣＶＤ膜が枚葉式ＣＶＤ装置１０によって枚葉処理されて行く。
【００４４】
前記実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００４５】
（１）ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させることにより、処理ガス３をウエハ１の全面にわたって均等に接触させることができるため、処理ガス３によってウエハ１に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布を全面にわたって均一に制御することができる。
【００４６】
（２）ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させるとともに加熱ユニット２７を停止させることにより、サセプタ４０によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布を周方向において均一に制御することができるため、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布をウエハ１の全面にわたって均一に制御することができる。
【００４７】
（３）加熱ユニット２７を回転させないことにより、加熱ユニット２７の内部にヒータ３０や熱電対３３を設置することができるとともに、ヒータ３０や熱電対３３のための電気配線を加熱ユニット２７に容易に敷設することができる。
【００４８】
（４）ウエハ１のサセプタ４０に対する授受に際して、ウエハ昇降装置５０がウエハ１を昇降させてウエハ１の下面とサセプタ４０の下面に挿入スペースを形成することにより、その挿入スペースにツィーザ２を挿入することができるため、ウエハ１をツィーザ２によって下側から機械的に支持することができ、ウエハ１を機械式ウエハ移載装置によって授受することができる。
【００４９】
（５）前記（４）により、ウエハ移載装置として構造が複雑な真空吸着保持装置を使用した真空吸着式ウエハ移載装置または静電吸着保持装置を使用した静電吸着式ウエハ移載装置を採用しなくても済むため、枚葉式ＣＶＤ装置の製造コストを大幅に低減することができ、また、適用範囲が制限されることもなく、常圧ＣＶＤ装置や減圧ＣＶＤ装置およびプラズマＣＶＤ装置等の基板処理装置全般に適用することができる。ちなみに、真空吸着保持装置は非接触形真空吸着保持装置を含めてウエハの上下面の差圧によってウエハを保持するため、減圧室では使用することができない。また、静電吸着保持装置は静電気を利用してウエハを吸着するため、静電破壊の危惧がある場合には使用することができないし、除電装置や帯電防止装置等が必要になり、その構造や運用が複雑になる。
【００５０】
（６）ウエハ昇降装置５０を回転ドラム３５の外側に配置して三本の係合部材５３の薄い係合爪５４をウエハ１の外縁に僅かに係合させてウエハ１を下側から支持することにより、ウエハ昇降装置５０の加熱ユニット２７の加熱に及ぼす影響を抑止することができるため、ウエハ１の温度分布をウエハ昇降装置５０の存在にかかわらず全体にわたって均一に制御することができる。
【００５１】
（７）サセプタ４０の最外周の第二周辺部材４３を石英によって形成することにより、サセプタ４０の上に載置されて加熱ユニット２７によって加熱されたウエハ１の熱が外方に逃げるのを防止することができるため、ウエハ１の温度分布を全体にわたって均一に制御することができる。
【００５２】
（８）サセプタ４０の外周辺部の上面をサセプタ４０上のウエハ１の上面と一致させることにより、処理ガス３の流れが乱れるのを防止することができるため、ウエハ１に処理ガス３によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布をウエハ１の全面にわたって均一に制御することができる。
【００５３】
（９）サセプタ４０の最外周の第二周辺部材４３に複数個の窒素ガス吹出口４５を周方向に等間隔に開設し、サセプタ４０を支持した回転ドラム３５に窒素ガス４を供給して各窒素ガス吹出口４５から吹き出させることにより、処理ガス３が回転ドラム３５の内部に侵入するのを防止することができるため、回転ドラム３５の内部に侵入した処理ガス３によって加熱ユニット２７のヒータ３０が劣化されたり、処理ガス３が反射板３１や熱電対３３に付着してそれらの機能を損なう不具合が発生するのを未然に防止することができる。
【００５４】
（１０）ウエハ１のサセプタ４０に対する授受に際して、サセプタ４０と加熱ユニット２７とを両者の距離を保って昇降させることにより、サセプタ４０に対する加熱状態を常に一定とすることができるため、温度安定性の向上を図ることができる。
【００５５】
なお、前記実施の形態においては、ウエハ昇降装置５０の突合部材５５がチャンバ１２の下側カップ１３の側壁に段状に形成された突合部５６に突合されているが、突合部材５５は処理室１１の底面（ボトムキャップ１５の上面）に突合するように構成してもよい。
【００５６】
次に、本発明の実施の形態２を図５〜図１０に即して説明する。
【００５７】
本実施の形態２が前記実施の形態１と異なる主な点は、被処理基板としてのウエハをサセプタおよび加熱ユニットに対して昇降させるウエハ昇降装置が回転ドラムの内側に設置されている点である。
【００５８】
すなわち、図５〜図９に示されているように、この内側配置形のウエハ昇降装置６０はチャンバ１２の底壁上（ボトムキャップ１５の上面）に垂直方向上向きに固定された三本の突き上げピン（以下、固定側ピンという。）６１を備えており、三本の固定側ピン６１はウエハ搬入搬出口１６に対するウエハ１の搬入搬出作業を邪魔しない位置に配設されている。つまり、三本の固定側ピン６１の配置はウエハ搬入搬出口１６に挿入されるウエハ移載装置のツィーザ２に干渉しない位置になっている。
【００５９】
図９に詳示されているように、固定側ピン６１はピン部６２の長い画鋲形状に形成されており、鍔部６３の下面がボトムキャップ１５の上面に当接されて垂直方向上向きに立脚されている。ピン部６２の外周には座板６４が嵌合されており、座板６４は鍔部６３の上面に載置された状態になっている。ピン部６２の長さはウエハのサセプタ上からの突き上げ量に対応するように設定されており、ピン部６２の太さは回転ドラム３５の回転板３６に開設された挿通孔６５および加熱ユニット２７の筐体２７Ａに開設された挿通孔６６に挿入し得るように設定されている。
【００６０】
回転ドラム３５の回転板３６に開設された挿通孔（以下、回転側挿通孔という。）６５は三個が、回転ドラム３５が昇降する位置において三本の固定側ピン６１にそれぞれ対向するように配置されている。加熱ユニット２７の筐体２７Ａに開設された挿通孔（以下、固定側挿通孔という。）６６は三個が、三本の固定側ピン６１にそれぞれ対向するように配置されている。つまり、回転ドラム３５が昇降する位置において、三本の固定側ピン６１は三個の回転側挿通孔６５および三個の固定側挿通孔６６をそれぞれ挿通し得るように構成されている。
【００６１】
加熱ユニット２７の支持板２８には三個のガイド孔６８が各固定側挿通孔６６にそれぞれ対向するように開設されており、各ガイド孔６８にはウエハをサセプタから突き上げる突き上げピン（以下、可動側ピンという。）６９のそれぞれが上下方向に摺動自在に嵌入されている。可動側ピン６９は大径部と小径部とを有する丸棒形状に形成されており、大径部の下端部には鍔部７０が形成されている。鍔部７０は固定側挿通孔６６の上端部に形成された支持穴６７の底面に離着座自在に対向されている。可動側ピン６９の上端部の小径部は突上部７１を形成しており、突上部７１は反射板３１、ヒータ３０およびサセプタ４０を挿通するようになっている。
【００６２】
すなわち、反射板３１、ヒータ３０およびサセプタ４０における三本の可動側ピン６９にそれぞれ対向する三箇所には、挿通孔７２、７３、７４が突上部７１を挿通し得るように開設されている。図６に示されているように、サセプタ４０に開設された三個の挿通孔７４はサセプタ４０の中央部材４１の外周辺部にそれぞれ配置されており、周方向における三個の挿通孔７４の配置は三個の固定側ピン６１の配置に対向していることから、ウエハ搬入搬出口１６に挿入されるウエハ移載装置のツィーザ２に干渉しない位置になっている。
【００６３】
次に、以上の構成に係る枚葉式ＣＶＤ装置の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態であるＣＶＤ膜形成方法を説明する。
【００６４】
図５に示されているように、ウエハ１の搬出時に回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって下限位置に下降されると、ウエハ昇降装置６０の三本の可動側ピン６９は対向する各固定側ピン６１にそれぞれ突合することにより、回転ドラム３５および加熱ユニット２７に対して上昇する。上昇した三本の可動側ピン６９はウエハ１を下方から支持してサセプタ４０から浮き上がらせる状態になる。
【００６５】
図９（ａ）に示されているように、ウエハ昇降装置６０がウエハ１をサセプタ４０の上面から浮き上がらせた状態になると、ウエハ１の下方空間すなわちウエハ１の下面とサセプタ４０の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、ウエハ移載装置のツィーザ２がウエハ搬入搬出口１６からウエハ１の挿入スペースに挿入される。この際、図６に示されているように、三本の可動側ピン６９はいずれもウエハ搬入搬出口１６に挿入されるウエハ移載装置のツィーザ２に干渉しない。
【００６６】
図６に示されているように、ウエハ１の下方に挿入されたツィーザ２は上昇することによりウエハ１を移載して受け取る。ウエハ１を受け取ったツィーザ２はウエハ搬入搬出口１６を後退してウエハ１を処理室１１から搬出する。ツィーザ２によってウエハ１を搬出したウエハ移載装置は処理室１１の外部の空ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）にウエハ１を移載する。
【００６７】
その後、ウエハ移載装置は実ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）から次回に成膜処理するウエハ１をツィーザ２によって受け取って、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１に搬入する。ツィーザ２はウエハ１を三本の可動側ピン６９の上方においてウエハ１の中心がサセプタ４０の中心と一致する位置に搬送する。ウエハ１を所定の位置に搬送すると、ツィーザ２は若干下降することによりウエハ１を三本の可動側ピン６９に移載する。この際、三本の可動側ピン６９の先端部は小径に形成されているため、ウエハ１の下面に極僅かに接触することにより、ウエハ１の受け取った状態になる。
【００６８】
このようにしてウエハ１をウエハ昇降装置６０に受け渡したツィーザ２は、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１外へ退出する。ツィーザ２が処理室１１から退出すると、ウエハ搬入搬出口１６はゲートバルブ１７によって閉じられる。
【００６９】
図７に示されているように、ゲートバルブ１７が閉じられると、回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって処理室１１に対して上昇される。回転ドラム３５の上昇の初期において、三本の可動側ピン６９は固定側ピン６１の上に載った状態になっているため、回転ドラム３５の上昇に伴って回転ドラム３５に対して相対的に徐々に下降することになる。
【００７０】
図９（ｂ）に示されているように、三本の可動側ピン６９が固定側ピン６１から離座すると、三本の可動側ピン６９はサセプタ４０の挿通孔７４に引き込まれた状態になり、下から支持しているウエハ１をサセプタ４０の上に移載する。このウエハ１がサセプタ４０に移載された状態において、三本の可動ピン６９はサセプタ４０の挿通孔７４から下方に抜け出て離れた状態になっている。また、図８に示されているように、ウエハ１の上面と、第一周辺部材４２の上面および第二周辺部材４３の上面とは一致した状態になっている。
【００７１】
サセプタ４０に移載されたウエハ１はヒータ３０によって加熱されるとともに、ヒータ３０の温度およびウエハ１の温度が熱電対３３によって測定される。そして、ヒータ３０の加熱量は熱電対３３の測定結果に従ってフィードバック制御される。この際、三本の可動側ピン６９を挿通するためのサセプタの挿通孔７４はウエハ１の外縁で僅かに開口しているだけであるため、ヒータ３０の加熱に影響を及ぼすことはなく、ウエハ１の温度分布は三個の挿通孔７４の存在にかかわらず全体にわたって均一になる。
【００７２】
図７に示されているように、回転ドラム３５および加熱ユニット２７は処理室１１を回転軸３４および支持軸２６によって上昇されて、ウエハ１の上面がプレート２２の下面に近接する高さに停止される。
【００７３】
排気口１８が真空排気装置によって排気されるとともに、回転ドラム３５が回転軸３４によって回転される。排気口１８の排気量および回転ドラム３５の回転作動が安定した時点で、処理ガス３がガス導入口２１に導入される。ガス導入口２１に導入された処理ガス３はガス溜め２４に作用する排気口１８の排気力によってガス溜め２４に流入するとともに、径方向外向きに放射状に拡散して、プレート２２の各吹出口２３からそれぞれが略均等な流れになって、ウエハ１に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３は排気口１８に吸い込まれて排気されて行く。
【００７４】
この際、回転ドラム３５に支持されたサセプタ４０上のウエハ１は回転しているため、吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３はウエハ１の全面にわたって均等に接触する状態になる。また、ウエハ１の上面とその外側領域のサセプタ４０の上面とは一致しているため、処理ガス３の流れは乱れが防止され均一に制御される。このようにして処理ガス３がウエハ１の全面にわたって均等に接触するため、ウエハ１に処理ガス３によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一になる。
【００７５】
また、加熱ユニット２７は支持軸２６に支持されることにより回転しない状態になっているため、回転ドラム３５によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布は周方向において均一に制御される。そして、ウエハ１の温度分布が全面にわたって均一に制御されることにより、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一に制御される。
【００７６】
ちなみに、三本の可動側ピン６９は加熱ユニット２７のガイド孔６８および支持穴６７に支持されているため、加熱ユニット２７と共に停止している。また、固定側ピン６１はチャンバ１２のボトムキャップ１５に固定されているため、停止している。
【００７７】
以上のようにしてＣＶＤ膜がウエハ１の全面にわたって均一に形成されて所定の処理時間が経過すると、回転ドラム３５の回転が所定の搬入搬出位置に対応する位相で停止される。続いて、図５に示されているように、回転ドラム３５および加熱ユニット２７は回転軸３４および支持軸２６によって搬入搬出位置に下降される。下降の途中において、ウエハ昇降装置６０の三本の可動側ピン６９が固定側ピン６１に突合するため、前述した作動により、ウエハ昇降装置６０はウエハ１をサセプタ４０の上から浮き上げる。
【００７８】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、ウエハ１にＣＶＤ膜が枚葉式ＣＶＤ装置１０によって枚葉処理されて行く。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態２においては、ウエハ１のサセプタ４０の授受に際して、ウエハ昇降装置６０がウエハ１を昇降させてウエハ１の下面とサセプタ４０の下面に挿入スペースを形成することにより、その挿入スペースにツィーザ２を挿入することができるため、ウエハ１をツィーザ２によって下側から機械的に支持することができる。つまり、本実施の形態２においても、ウエハ１をサセプタ４０に機械式ウエハ移載装置によって授受することができる。
【００８０】
また、ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させることにより、処理ガス３をウエハ１の全面にわたって均等に接触させることができるため、処理ガス３によってウエハ１に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布を全面にわたって均一に制御することができる。
【００８１】
ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させるとともに、加熱ユニット２７を停止させることにより、サセプタ４０によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布を周方向において均一に制御することができるため、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布をウエハ１の全面にわたって均一に制御することができる。
【００８２】
加熱ユニット２７を回転させないことにより、加熱ユニット２７の内部にヒータ３０や熱電対３３を設置することができるとともに、ヒータ３０や熱電対３３のための電気配線を加熱ユニット２７に容易に敷設することができる。
【００８３】
ウエハ１をサセプタ４０に対して昇降させるウエハ昇降装置６０がサセプタ４０の内径側に配置されているため、ウエハ昇降装置６０が回転ドラム３５の外側に突出するのを回避することができ、処理室１１の容積が大きくなるのを防止することができる。
【００８４】
また、ウエハ１のサセプタ４０に対する授受に際して、サセプタ４０と加熱ユニット２７とを両者の距離を保って昇降させることにより、サセプタ４０に対する加熱状態を常に一定とすることができるため、温度安定性の向上を図ることができる。
【００８５】
次に、支持軸を固定しつつ回転軸を回転させる回転駆動装置の一実施の形態を図１０について説明する。
【００８６】
図１０に示されている回転駆動装置は出力軸が中空軸に形成された中空軸電動モータ（以下、モータという。）７５を備えており、このモータ７５の中空の出力軸が回転ドラム３５を回転させる回転軸３４として構成されている。モータ７５のハウジング７５ａはエアシリンダ装置等から構築されて一部のみが図示されたエレベータの昇降台７６に垂直方向上向きに据え置きされており、昇降台７６によって枚葉式ＣＶＤ装置のチャンバ１２に対して昇降されるように構成されている。ハウジング７５ａの内周面には固定子（ステータ）７５ｂが固定されており、固定子７５ｂの内側にはモータ７５の回転子（アーマチュア）７５ｃがエアギャップを設定されて同心円に配置されハウジング７５ａによって回転自在に支承されている。回転子７５ｃには中空の出力軸である回転軸３４が一体回転するように固定されており、回転軸３４の中心線上には支持軸２６が配置されてハウジング７５ａに固定されている。
【００８７】
なお、支持軸２６の下端開口には支持軸２６の中空部すなわち処理室１１の内外を流体的に隔絶するためのハーメチックシール７７が装着されており、ハーメチックシール７７によってヒータ３０や熱電対３３の電気配線（図示せず）が支持軸２６の中空部から引き出されるようになっている。また、回転軸３４の外側にはチャンバ１２の挿通孔２５をシールするためのベローズ７８が同心円に配置されており、ベローズ７８の上下端はチャンバ１２のボトムキャップ１５の下面および回転軸３４のフランジの上面にそれぞれ締結されている。
【００８８】
以上の構成に係る回転駆動装置によれば、支持軸２６を固定しつつ回転軸３４を回転させることができるため、支持軸２６によって加熱ユニット２７を支持するとともに、回転軸３４によって回転ドラム３５を支持することにより、加熱ユニット２７を停止させつつ、サセプタ４０すなわちウエハ１を回転させることができる。
【００８９】
次に、本発明の実施の形態３を図１１〜図１５に即して説明する。
【００９０】
本実施の形態３が前記実施の形態１と異なる主な点は、ウエハ昇降装置が回転ドラムの内側に設置されているとともに、ウエハをサセプタの中央部材を介して昇降させるように構成されており、また、ヒータが分割されている点である。
【００９１】
すなわち、図１１〜図１４に示されているように、この内側配置形のウエハ昇降装置８０は円形リング形状に形成された昇降リング８１を備えており、昇降リング８１は回転ドラム３５の回転板３６の上に支持軸２６と同心円に配置されている。昇降リング（以下、回転側リングという。）８１の下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突き上げピン（以下、回転側ピンという。）８２が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各可動側ピン６９は回転板３６に回転軸３４と同心円上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔８３にそれぞれ摺動自在に嵌入されている。
【００９２】
各可動側ピン６９の長さは回転側リング８１を水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、ウエハのサセプタ上からの突き上げ量に対応するように設定されている。各可動側ピン６９の下端は処理室１１の底面すなわちボトムキャップ１５の上面に離着座自在に対向されている。
【００９３】
加熱ユニット２７の支持板２８には円形リング形状に形成された第二の昇降リング（以下、ヒータ側リングという。）８４が支持軸２６と同心円に配置されている。ヒータ側リング８４の下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突き上げピン（以下、ヒータ側ピンという。）８５が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各ヒータ側ピン８５は支持板２８に支持軸２６と同心円上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔８６にそれぞれ摺動自在に嵌入されている。
【００９４】
各ヒータ側ピン８５の長さはヒータ側リング８４を水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、その下端が回転側リング８１の上面に適度のエアギャップを置いて対向されている。つまり、各ヒータ側ピン８５は回転ドラム３５の回転時に回転側リング８１に干渉しないようになっている。
【００９５】
ヒータ側リング８４の上面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突き上げピン（以下、突上部という。）８７が周方向に等間隔に配置されて垂直方向上向きに突設されており、突上部８７の上端は反射板３１、ヒータ３０およびサセプタ４０を挿通してサセプタ４０の中央部材４１の下面に対向するようになっている。各突上部８７の長さは中央部材４１を水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、ヒータ側リング８４が支持板２８に着座した状態において、その上端が中央部材４１の上面に適度のエアギャップを置いて対向するように設定されている。つまり、各突上部８７は回転ドラム３５の回転時にサセプタ４０に干渉しないようになっている。
【００９６】
なお、図示の便宜上、図１３においては突上部８７の上端がヒータ３０の上側に位置しているが、図１５（ａ）に想像線で示されているように、突上部８７の上端は加熱ユニット２７の加熱効果の観点からはヒータ３０および反射板３１の下方に位置させることが望ましい。すなわち、突上部８７がヒータ３０および反射板３１の上方に突き出ていると、ヒータ３０および反射板３１の熱線を遮蔽する虞があるからである。
【００９７】
図１５に詳示されているように、本実施の形態においては、加熱ユニット２７のヒータ３０はサセプタ４０の中央部材４１に対応する中央ヒータ部材３０ａと、サセプタ４０の第一周辺部材４２および第二周辺部材４３に対応する周辺ヒータ部材３０ｂとに分割されており、中央ヒータ部材３０ａと周辺ヒータ部材３０ｂとは出力を独立して制御し得るように構成されている。
【００９８】
次に、以上の構成に係る枚葉式ＣＶＤ装置の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態であるＣＶＤ膜形成方法を説明する。
【００９９】
図１１に示されているように、ウエハ１の搬出時に回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって下限位置に下降されると、ウエハ昇降装置８０の回転側ピン８２の下端が処理室１１の底面すなわちボトムキャップ１５の上面に突合するため、回転側リング８１が回転ドラム３５および加熱ユニット２７に対して相対的に上昇する。上昇した回転側リング８１はヒータ側ピン８５を突き上げることにより、ヒータ側リング８４を持ち上げる。ヒータ側リング８４が持ち上げられると、ヒータ側リング８４に立脚された三本の突上部８７がサセプタ４０の中央部材４１を下方から支持して第一周辺部材４２および第二周辺部材４３から浮き上がらせる。この中央部材４１にはウエハ１の中央部が載置されているため、ウエハ１は浮き上がった状態になる。
【０１００】
図１２に示されているように、ウエハ昇降装置８０がウエハ１をサセプタ４０の上面から浮き上がらせた状態になると、ウエハ１の下方空間すなわちウエハ１の下面とサセプタ４０の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、ウエハ移載装置のフォーク形のツィーザ２Ａがウエハ搬入搬出口１６からウエハ１の挿入スペースに挿入される。この際、ウエハ１の中央部がサセプタ４０の中央部材４１によって支持されているため、ツィーザ２Ａとしては図１２に示されているようにフォーク形状のものが使用される。すなわち、ツィーザ２Ａはウエハ１の中央部の中央部材４１と干渉しない状態になる。
【０１０１】
図１２に示されているように、ウエハ１の下方に挿入されたツィーザ２Ａは上昇することによりウエハ１を移載して受け取る。この際、フォーク形状のツィーザ２Ａはウエハ１の下面における外周辺部を受ける。ウエハ１を受け取ったツィーザ２Ａはウエハ搬入搬出口１６を後退してウエハ１を処理室１１から搬出する。そして、ツィーザ２Ａによってウエハ１を搬出したウエハ移載装置は、処理室１１の外部の空ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）にウエハ１を移載する。
【０１０２】
その後、ウエハ移載装置は実ウエハカセット等の所定の収納場所（図示せず）から次回に成膜処理するウエハ１をツィーザ２Ａによって受け取って、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１に搬入する。ツィーザ２Ａはウエハ１をサセプタ４０の中央部材４１の上方においてウエハ１の中心が中央部材４１の中心と一致する位置に搬送する。ウエハ１を所定の位置に搬送すると、ツィーザ２Ａは若干下降することによりウエハ１を中央部材４１に移載する。
【０１０３】
ところで、搬入されて来たばかりのウエハ１は低温度の状態になっているため、ウエハ１が移載されると、中央部材４１の温度は低下することになる。そして、図１５（ｃ）に示されているように、ヒータ３０が分割されずに同一出力をもってサセプタ４０を全体的に均一に加熱するように構成されている場合には、ウエハ１によって冷却された中央部材４１はそのまま下降してヒータ３０によって第一周辺部材４２および第二周辺部材４３と均等に加熱されることになるため、ウエハ１の中央部は中央部材４１が冷却された分だけ周辺部よりも低温となり、ウエハ１の温度分布が不均一になる。その結果、ウエハ１に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布が不均一になってしまう。
【０１０４】
そこで、本実施の形態においては、図１５（ｂ）に示されているように、中央部材４１が上昇してウエハ１を受け取る際には、分割されたヒータ３０の中央ヒータ部材３０Ａの出力を高めて中央部材４１を余分に加熱することにより、中央部材４１が低温度のウエハ１を受け取った時に相対的に冷却されて温度が低下するのを防止する。このようにしてウエハ１を受け取った時に中央部材４１の温度が低下する現象を防止することにより、図１５（ａ）に示されているように、中央部材４１が下降した後に、中央部材４１が第一周辺部材４２および第二周辺部材４３とヒータ３０によって均等に加熱される場合であっても、ウエハ１の温度分布は均一になるため、ウエハ１に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布は全体にわたって均一になる。
【０１０５】
そして、ウエハ１をウエハ昇降装置８０に受け渡したツィーザ２は、ウエハ搬入搬出口１６から処理室１１外へ退出する。ツィーザ２が処理室１１から退出すると、ウエハ搬入搬出口１６はゲートバルブ１７によって閉じられる。
【０１０６】
図１３に示されているように、ゲートバルブ１７が閉じられると、処理室１１に対して回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって上昇される。回転ドラム３５の上昇の初期において、回転側ピン８２が処理室１１の底面すなわちボトムキャップ１５の上面に突合し、ヒータ側ピン８５が回転側リング８１の上に載った状態になっているため、回転側リング８１の突上部８７に支持された中央部材４１は回転ドラム３５の上昇に伴って回転ドラム３５に対して相対的に徐々に下降することになる。
【０１０７】
回転側ピン８２が処理室１１の底面から離座すると、突上部８７はサセプタ４０の下方に引き込まれた状態になるため、図１４に示されているように、中央部材４１は第一周辺部材４２の内側に嵌入する。この状態において、ウエハ１はサセプタ４０の上に完全に移載された状態になり、ウエハ１の上面と、第一周辺部材４２の上面および第二周辺部材４３の上面とは一致した状態になる。
【０１０８】
サセプタ４０に移載されたウエハ１はヒータ３０によって加熱されるとともに、ヒータ３０の温度およびウエハ１の温度が熱電対３３によって測定される。そして、ヒータ３０の加熱量は熱電対３３の測定結果に従ってフィードバック制御される。この際、サセプタ４０には突上部８７を挿通するための挿通孔が開設されていないため、ウエハ１の温度分布はウエハ昇降装置８０の存在にかかわらず全体にわたって均一になる。また、前述した通り、サセプタ４０を受け取る際に中央部材４１は予熱されているため、ウエハ１を中央部材４１にて受け取ったにもかかわらず、ウエハ１の温度分布は全体にわたって均一になる。
【０１０９】
回転ドラム３５および加熱ユニット２７は処理室１１を回転軸３４および支持軸２６によって上昇されて、ウエハ１の上面がプレート２２の下面に近接する高さに停止される。また、排気口１８が真空排気装置によって排気される。
【０１１０】
続いて、回転ドラム３５が回転軸３４によって回転される。このとき、回転側ピン８２は処理室１１の底面から離座し、ヒータ側ピン８５は回転側リング８１から離座しているため、回転ドラム３５の回転がウエハ昇降装置８０に妨げられることはなく、しかも、加熱ユニット２７は停止状態を維持することができる。すなわち、ウエハ昇降装置８０においては、回転側リング８１が回転ドラム３５と共に回転し、ヒータ側リング８４が加熱ユニット２７と共に停止した状態になっている。
【０１１１】
排気口１８の排気量および回転ドラム３５の回転作動が安定した時点で、処理ガス３がガス導入口２１に導入される。ガス導入口２１に導入された処理ガス３はガス溜め２４に作用する排気口１８の排気力によってガス溜め２４に流入するとともに、径方向外向きに放射状に拡散して、プレート２２の各吹出口２３からそれぞれが略均等な流れになって、ウエハ１に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３は排気口１８に吸い込まれて排気されて行く。
【０１１２】
この際、回転ドラム３５に支持されたサセプタ４０上のウエハ１は回転しているため、吹出口２３群からシャワー状に吹き出した処理ガス３はウエハ１の全面にわたって均等に接触する状態になる。また、ウエハ１の上面とその外側領域のサセプタ４０の上面とは一致しているため、処理ガス３の流れは乱れが防止され均一に制御される。このようにして処理ガス３がウエハ１の全面にわたって均等に接触するため、ウエハ１に処理ガス３によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一になる。
【０１１３】
また、加熱ユニット２７は支持軸２６に支持されることにより回転しない状態になっているため、回転ドラム３５によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布は周方向において均一に制御される。しかも、サセプタ４０には突上部８７を挿通するための挿通孔が開設されていないため、かつまた、サセプタ４０を受け取る際に中央部材４１は予熱されているため、ウエハ１の温度分布は全体にわたって均一に制御される。このようにウエハ１の温度分布が全面にわたって均一に制御されることにより、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウエハ１の全面にわたって均一に制御される。
【０１１４】
以上のようにしてＣＶＤ膜がウエハ１の全面にわたって均一に形成されて所定の処理時間が経過すると、図１１に示されているように、回転ドラム３５および加熱ユニット２７は回転軸３４および支持軸２６によって搬入搬出位置に下降される。下降の途中において、ウエハ昇降装置８０の回転側ピン８２が処理室１１の底面に突合し、ヒータ側ピン８５が回転側リング８１に突合するため、前述した作動により、ウエハ昇降装置８０はウエハ１をサセプタ４０の中央部材４１の上昇によって浮き上げる。
【０１１５】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、ウエハ１にＣＶＤ膜が枚葉式ＣＶＤ装置１０によって枚葉処理されて行く。
【０１１６】
以上説明したように、本実施の形態３においても、ウエハ１を機械式ウエハ移載装置によって授受することができる。また、ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させることにより、処理ガス３をウエハ１の全面にわたって均等に接触させることができるため、処理ガス３によってウエハ１に形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布を全面にわたって均一に制御することができる。さらに、ウエハ１を保持したサセプタ４０を回転させるとともに、加熱ユニット２７を停止させることにより、サセプタ４０によって回転されながら加熱ユニット２７によって加熱されるウエハ１の温度分布を周方向において均一に制御することができるため、ウエハ１に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布をウエハ１の全面にわたって均一に制御することができる。
【０１１７】
加熱ユニット２７を回転させないことにより、加熱ユニット２７の内部にヒータ３０や熱電対３３を設置することができるとともに、ヒータ３０や熱電対３３のための電気配線を加熱ユニット２７に容易に敷設することができる。
【０１１８】
ウエハ１を昇降させるウエハ昇降装置８０が回転ドラム３５の内径側に配置されているため、ウエハ昇降装置８０が回転ドラム３５の外側に突出するのを回避することができ、処理室１１の容積が大きくなるのを防止することができる。
【０１１９】
さらに、サセプタ４０には突上部８７を挿通するための挿通孔が開設されていないため、ウエハ１の温度分布をウエハ昇降装置８０の存在にかかわらず全体にわたって均一に制御することができる。また、サセプタ４０を受け取る際に中央部材４１は予熱されるため、ウエハ１を中央部材４１にて受け取るにもかかわらず、ウエハ１の温度分布を全体にわたって均一に制御することができる。
【０１２０】
次に、本発明の実施の形態４を図１６および図１７に即して説明する。
【０１２１】
本実施の形態４は前記実施の形態３に対して、ウエハ昇降装置９０が回転側リング８１を省略されている代わりに回転ドラム３５が加熱ユニット２７に対して昇降するように構成されている点が異なっている。
【０１２２】
すなわち、図１６および図１７に示されているように、加熱ユニット２７を支持した支持軸２６は処理室１１に対して昇降するように構成されているとともに、回転ドラム３５を支持した回転軸３４に対しても独立して昇降するように構成されている。そして、ウエハ昇降装置９０の昇降リング９４の下面に垂直方向下向きに突設された突上ピン９５は加熱ユニット２７の支持板２８に開設されたガイド孔９６を挿通して、その下端が回転ドラム３５の底面すなわち回転板３６の上面に突合自在に対向されている。昇降リング９４の上面に突設された突上部９７の上端は反射板３１、ヒータ３０およびサセプタ４０を挿通してサセプタ４０の中央部材４１の下面に対向するようになっている。つまり、突上ピン９５および突上部９７は回転ドラム３５の回転時に回転ドラム３５およびサセプタ４０に干渉しないようになっている。
【０１２３】
図１６に示されているように、ウエハ１の搬出搬入時には、回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって処理室１１の搬入搬出位置に下降され、かつ、回転ドラム３５が回転軸３４によって加熱ユニット２７に対して下降される。回転ドラム３５が加熱ユニット２７に対して下降されると、ウエハ昇降装置９０の昇降リング９４が回転ドラム３５に対して相対的に上昇する。昇降リング９４が回転ドラム３５に対して上昇すると、昇降リング９４に立脚された三本の突上部９７がサセプタ４０の中央部材４１を下方から支持して第一周辺部材４２および第二周辺部材４３から浮き上がらせる。この中央部材４１にはウエハ１の中央部が載置されているため、ウエハ１は浮き上がった状態になる。
【０１２４】
図１６に示されているように、ウエハ昇降装置９０がウエハ１をサセプタ４０の上面から浮き上がらせた状態になると、ウエハ１の下方空間すなわちウエハ１の下面とサセプタ４０の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、ウエハ移載装置のフォーク形のツィーザ２Ａがウエハ搬入搬出口１６からウエハ１の挿入スペースに挿入することができる。つまり、前記した実施の形態３と同様にして、機械式ウエハ移載装置によってウエハ１の授受を実行することができる。
【０１２５】
ウエハ１の授受後、図１７に示されているように、処理室１１に対して回転ドラム３５および加熱ユニット２７が回転軸３４および支持軸２６によって上昇され、かつ、回転ドラム３５が回転軸３４によって加熱ユニット２７に対して上昇される。回転ドラム３５が加熱ユニット２７に対して上昇されると、昇降リング９４の突上部９７に支持された中央部材４１は回転ドラム３５に対して下降し、第一周辺部材４２の内側に嵌入する。この状態において、ウエハ１はサセプタ４０の上に移載された状態になり、ウエハ１の上面と、第一周辺部材４２の上面および第二周辺部材４３の上面とは一致した状態になる。
【０１２６】
その後、前記した実施の形態３と同様に、ウエハ１が回転ドラム３５によって回転された状態で、ウエハ１に成膜処理が実施されて、ウエハ１に全体にわたって均一な処理が施される。この際、ウエハ昇降装置９０の昇降リング９４は加熱ユニット２７と共に停止した状態になっており、突上ピン９５の下端は回転ドラム３５の底面から離座し、突上部９７の上端はサセプタ４０の下面から離れて回転ドラム３５の回転を許容した状態になっている。
【０１２７】
以上のようにしてＣＶＤ膜がウエハ１の全面にわたって均一に形成されて所定の処理時間が経過すると、図１６に示されているように、回転ドラム３５および加熱ユニット２７は回転軸３４および支持軸２６によって搬入搬出位置に下降されるとともに、回転ドラム３５が加熱ユニット２７に対して下降される。回転ドラム３５が加熱ユニット２７に対して下降されると、前述した作動により、ウエハ昇降装置９０はウエハ１をサセプタ４０の中央部材４１の上昇によって浮き上げる。
【０１２８】
以降、前述した作業が繰り返されることにより、ウエハ１にＣＶＤ膜が枚葉式ＣＶＤ装置１０によって枚葉処理されて行く。
【０１２９】
以上説明したように、本実施の形態４によれば、前記実施の形態３に加えて、回転側リング８１や回転側ピン８２およびガイド孔８３を省略することができるため、摺動部を低減することができるという効果を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態４においては、ウエハ昇降装置９０が回転ドラム３５の加熱ユニット２７に対しての昇降によってウエハ１を昇降させるように構成されているため、回転ドラム３５および加熱ユニット２７の処理室１１に対する昇降に連動してウエハ１を自動的に昇降させる実施の形態１、２、３に比べて、回転軸３４および支持軸２６を昇降させるエレベータの構造が若干複雑になる。
【０１３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【０１３２】
例えば、温度センサとしては、熱電対を使用するに限らず、他の非接触式温度センサを使用することができるし、省略してもよい。
【０１３３】
被処理基板はウエハに限らず、ＬＣＤ装置の製造工程におけるガラス基板や液晶パネル等の基板であってもよい。
【０１３４】
本発明は、枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ装置に限らず、ドライエッチング装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の一実施の形態である枚葉式ＣＶＤ装置のウエハ搬入搬出工程を示す正面断面図である。
【図２】その主要部を示す斜視図である。
【図３】その枚葉式ＣＶＤ装置の処理工程を示す正面断面図である。
【図４】その主要部を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２である枚葉式ＣＶＤ装置のウエハ搬入搬出工程を示す正面断面図である。
【図６】その主要部を示す斜視図である。
【図７】その枚葉式ＣＶＤ装置の処理工程を示す一部切断正面図である。
【図８】その主要部を示す斜視図である。
【図９】ウエハ昇降装置の作用を説明するための各正面断面図であり、（ａ）はウエハ浮かせ時を示し、（ｂ）はウエハ載置時を示している。
【図１０】支持軸を固定し回転軸を回転させる回転駆動装置の一実施形態を示す一部切断正面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３である枚葉式ＣＶＤ装置のウエハ搬入搬出工程を示す正面断面図である。
【図１２】その主要部を示す斜視図である。
【図１３】その枚葉式ＣＶＤ装置の処理工程を示す一部切断正面図である。
【図１４】その主要部を示す斜視図である。
【図１５】ヒータの作用を説明するための各正面断面図であり、（ａ）は処理中の加熱作用を示し、（ｂ）は搬入搬出時の加熱作用を示しており、（ｃ）は比較例における搬入搬出時の加熱作用を示している。
【図１６】本発明の実施の形態４である枚葉式ＣＶＤ装置のウエハ搬入搬出工程を示す正面断面図である。
【図１７】その枚葉式ＣＶＤ装置の処理工程を示す一部切断正面図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１…ウエハ（被処理基板）、２…ウエハ移載装置のツィーザ、２Ａ…フォーク形のツィーザ、３…処理ガス、４…窒素ガス、１０…枚葉式ＣＶＤ装置（基板処理装置）、１１…処理室、１２…チャンバ、１３…下側カップ、１４…上側カップ、１５…ボトムキャップ、１６…ウエハ搬入搬出口、１７…ゲートバルブ、１８…排気口、２０…ガスヘッド、２１…ガス導入口、２２…ガス吹出プレート、２３…ガス吹出口、２４…ガス溜め、２５…挿通孔、２６…支持軸、２７…加熱ユニット、２７Ａ…筐体、２８…支持板、２９…電極、３０…ヒータ、３０ａ…中央ヒータ部材、３０ｂ…周辺ヒータ部材、３１…反射板、３２…支柱、３３…熱電対、３４…回転軸、３５…回転ドラム、３６…回転板、３７…回転筒、４０…サセプタ、４１…中央部材、４２…第一周辺部材、４３…第二周辺部材、４４…案内溝、４５…窒素ガス吹出口、５０…ウエハ昇降装置（被処理基板昇降装置）、５１…昇降リング、５２…支柱、５３…係合部材、５４…係合爪、５５…突合部材、５６…チャンバ側突合部、５７…ガイド、６０…ウエハ昇降装置、６１…固定側ピン（突き上げピン）、６２…ピン部、６３…鍔部、６４…座板、６５…挿通孔、６６…固定側挿通孔、６７…支持穴、６８…ガイド孔、６９…可動側ピン（突き上げピン）、７０…鍔部、７１…突上部、７２、７３、７４…挿通孔、７５…モータ（中空軸電動モータ）、７５ａ…ハウジング、７５ｂ…固定子、７５ｃ…回転子、７６…エレベータの昇降台、７７…ハーメチックシール、７８…ベローズ、８０…ウエハ昇降装置、８１…回転側リング（昇降リング）、８２…回転側ピン（突き上げピン）、８３…ガイド孔、８４…ヒータ側リング（第二の昇降リング）、８５…ヒータ側ピン（突き上げピン）、８６…ガイド孔、８７…突上部（突き上げピン）、９０…ウエハ昇降装置、９４…昇降リング、９５…突上ピン、９６…ガイド孔、９７…突上部（突き上げピン）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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